Способ подготовки поверхности деталей подшипников скольжения
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических Республик
Ф, „/»- . Г (61) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено 03. 10. 80 (21) 2991657/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет Опубликовано 300882. Бюллетень ¹ 32 Дата опубликования описания 300882 РЦМ.К . С 23 6 1/02 С 23 Г 1/00 Государственный комитет СССР I30 делам изобретений н открытий (53) УДК 621. 794..4:621.7.025 (088.8) (72) Авторы изобретения t И.И.Пышнограева, Л.Ф.Дрибин, Т.В.Нови сова и А,П,. жигулин 5 1 (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ ПОДШИПНИКОВ СКОЛЬЖЕНИЯ Изобретение относится к химической обработке поверхности металлов, в частности перед нанесением антифрикционных гальванических покрытий на подшипники скольжения двигателей внутреннего сгорания из биметалла сталь-алюминий. Известно, что поверхность алюминия и его сплавов легко окисляется, поэтому для нанесения на нее гальванических покрытий требуется выполнить ряд дополнительных операций, в том числе удаление окисной пленки и создание защитного слоя, препятствующего повторному окислению алюминия. Нанесение гальванических покрытий на подшипники скольжения двигателей внутреннего сгорания вызывает добавочные затруднения, так как эти детали изготавливают из биметалла, стальной слой которого состоит иэ малоуглеродистой стали, а алюминиевый из гетерогенных сплавов алюминия с оловом, сурьмой .или кремнием, содержащих также небольшие количества других .компонентов (никель, медь, титан, теллур и др.), Известен технологический цикл цинкатной обработки, в который входят обезжиривание в органическом растворителе или щелочном растворе, химическое травление в кислотах, осветление в азотной кислоте, двухкратная обработка в растворе щелочного цинката с промежуточным стравливанием цинкового слоя в азотной или серной кислоте и гальваническое нанесение тонкого промежуточного подслоя металла. Для подшипников скольжения особенно важна операция травления, при выполнении которой необходимо избежать растравливания стали и обеспечить равномерность отравления гетерогенного алюминиевого сплава, Известны растворы для травления алюминиевых сплавов в фосфорной-кислоте с добавкой ингибитора (1f . Однако известные растворы предназначены для травления обычных литейных и деформируемых алюминиевых сплавов. В случае же изготовления подшипников скольжения из биметалла сталь — антифрикционный алюминиевый сплав, йоследний представляет собой многокомпонентную микрогете954518 рогенную систему, в-которой наряду с основными компонентами: алюминием, сурьмой, оловом или кремнием, присутствуют также титан, теллур никель, медь и др. При травлении биметаллических под- 5 шипников в традиционных растворах наблюдается структурное растравливание поверхности, вследствие чего не достигается качественное сцеп-. ление наносимого гальваническим спо - 10 собом противозадирного покрытия и теряются антифрикционные свойства сплава. Для устранения этого недостатка был разработан раствор трав ления, являющийся неотъемлемой ча- 15 стью технологического процесса нанесения противозадирного покрытия I на биметаллические подшипники сколь- жения. Вне этого техпроцесса раствор использовать нецелесообразно, так как он значительно дороже общеизвестных растворов, обеспечивающих требуемое качество при травлении обычных литейных и деформируемых сплавов алюминия. Следует также отметить, что противозадирное покрытие наносят гальваническим способом, поэтому недопустимо использование травильных растворов, содержащих ингибиторы, так как последние, адсорбируясь на поверхности металла, препятствуют адгезии покрытия ° Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ подготовки поверхности изде- 35 лий из сплавов алюминия с кремни- . ем, включающий обезжиривание поверхности в трихлорэтилене, а затем электрохимическим способом в щелочном растворе и травлении при 80 С в 40 смеси кислот 70 вес.ч. ортофосфорной, 20 вес.ч. серной и 20 вес.ч. азотной кислот. После этого иэделия обрабатывают щелочным цинкатным раствором и меднят из пирофосфат- 45 ного электролита (Q . Недостатком данного способа является узкая область применения только для кремнийсодержащих алюминиевых сплавов. Кроме того, способ непригоден для .подшипников скольжения из сталеалюминиевого биметалла вследствие сильного растравливания стальной поверхности и избирательного травления многофазного алюминиевого сплава по границам зерен. Цель изобретения — повышение прочности сцепления антифрикционных гальванических покрытий с алюминиевым сплавом. Для достижения поставленной цели 66 травление проводят в растворе, соцержащем ортофосфорную и пирофосфорную кислоты при 45-55 С. о Введение в состав травильного раствора пирофосфорной кислоты обес 65 700 г/л (уд.вес,1,36) 30 г/л (0,18 М/л) 50 С Н4Р2 ОУ Температура Продолжительность 3 мин 3. Осветление в растворе. НйоЭ 1:1 Температура 22 С Продолжительность 15 с 4. Двукратная цинкатная обработка в растворе. Na0H 525 г/л Zn0 100 г/л FeC1 6Н 0 1 г/л KNaС4Н 06 4Н О 10 г/л Температура 22 С Продолжительность 30 с 5. Снятие первого цинкового слоя в растворе, в котором производилось химическое травление (п. 2) . б. ЭлектрохимичЕское нанесение промежуточного слоя никеля в растворе. NiC1 6Н О 50 г/л Ni504 7Н20 300 r/ë Н„В0 40 г/л Н,о, 2 мл/л рН 4,3 Температура 50 С Плотность тока 2 A/äì Продолжительность 4 мин Пример 2. Нанесение приработочного покрытия на сталеалю.печивает более высокое качество травления в результате вывода из эоны реакции избыточных ионов тяжелых металлов .путем образования труднорастворимлх пирофосфатных комплексов. Пример 1. Нанесение свинцово-оловянно-медного приработочного покрытия на сталеалюминиевые вкладыши подаипников скольжения из сплава AO-б состава, %: Олово 5,5-7,0 Медь 0,7-1,3 . Никель 0,7-1,3 Алюминий Остальное Технологический процесс включает в себя следующие операции. ,1. Электрохимическое обезжиривание в растворе. Na> CO> . 30 г/л Na PO 30 г/л . Температура 65 С Плотность тока 3,5 A/äì Продолжительность. На катоде 3 MHH На аноде 2 мин 2. Химическое травление в растворе Н Р04 954518 Формула изобретения Составитель В. Олейниченко Редактор Е.Лушникова Техред A.A÷ Корректор С.Шекмар Заказ 6377/26 Тираж 1053 Подписное ВНИИПИ Государствненого комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35 ° Раушская наб., д.4/5 Филйал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная,4 миниевые вкладыши подшипников с антифрикционным сплавом AMCT состава,%: Сурьма 5 Медь 0,93 Титан 0,15 Теллур 0,055 Алюминий Остальное Технологический процесс включает в себя все операции, .указанные в примере 1, но химическое травление производят в растворе следующего состава Н>РО4 650 г/л (Уд вес 1 33) 4 2 7 20 г/л . 15 (0,12 м/л) Температура и продолжительность обработки такие же, как и для сплава AO-6. Для кремнийсодержащего алюмини- 20 евого сплава A1Si-11 (кремний 10-12%; медь 0,85%; железо 0,13%; марганец следы, .алюминий остальное) и вкладышей подшипников из него травление производится в растворе Н РО4 800 r./ë (уд.вес.1,40) Н4Рг Оу 40 г/л (0,25 М/л) 30 Этот способ использован при раз- ° работке технологического процесса нанесения свинцово-оловянно-медного приработочного покрытия на биметаллические подшипники скольжения 35 двигателя СМД-60 с. алюминиевым сплавом АО-6, двигателя СМД-14 с алюминиевым сплавом AMCT двигателя СМД-62 с алюминиевым сплавом AJSi-11. Стендовые моторные испытания подшипников с антифрикционным покрытием, нанесенным с использованием предложенного способа их предварительной подготовки, дали полоЮ жительные результаты: значительно улучшилось качество сцепления покрытия с поверхностью алюминиевого сплава, задиров и отслоений антифрикционного слоя не наблюдалось. По полученным ХЗТД данным эксплуатационных испытаний двигателя СИД-60 с подшипниками, покрытыми антифрикционным слоем с использованием предлагаемого способа, выходы и=строя двигателей по причине эадиров и отслоений антифрикционного слоя практически ликвидированы. Расчет экономической эффективности от внедрения техпроцесса нанесения приработочного покрытия, осуществление которого невозможно без применения предлагаемого способа подготовки поверхности деталей подшипников двигателя СМД-60 и его модификаций, показал ожидаемый годовой экономический эффект в сфере эксплуатации около 1,7 мин. руб. Способ подготовки поверхности деталей подшипников скольжения преимущественно из биметалла сталь-алюминий, включающий щелочное обезжиривание и травление в растворе, содер-. жащем ортофосфорную кислоту, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения прочности сцепления покрытия с поверхностью, травление проводят в растворе, содержащем ортофосфорную и пирофосфорную кислоты. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Попилов Л.Я. Советы заводскому технологу. Л., Лениздат, 1975, с.176 (п.п.5 и 7). 2. Патент США Р 3896009, кл.204-26, 1975.
